井下巡检机器人方案.docx
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井下巡检机器人方案.docx
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井下巡检机器人方案
轨道巡检机器人系统
方
案
说
明
书
二零一玖年伍月
1总则
1)本技术条件书适用于输煤带轨道巡检机器人,它提出了输煤带轨道巡检机器人的整体设计、结构、功能、软件协议等方面的技术要求。
2)本技术条件书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,亦未充分引述有关标准和规范的条文,供方应提供符合本技术条件及交货时有关现行行业标准的优质产品。
3)本技术条件书为针对输煤带轨道巡检机器人巡检建设方案。
4)除非得到需方的认可,供方提供的产品、零部件、材料等均不应包含对人体有害的物质。
2标准及规范
本设备技术条件书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节做出规定,设备须严格执行现行国家标准和煤炭行业标准,有矛盾时,按要求较高的标准执行。
引用标准如下:
Ø《中华人民共和国煤炭行业标准目录》
ØGB3836.1-2010爆炸性环境第1部分:
设备通用要求
ØGB3836.2-2010爆炸性环境第2部分:
由隔爆外壳“d”保护的设备
ØGB3836.3-2010爆炸性环境第3部分:
由增安型“e”保护的设备
ØGB3836.4-2010爆炸性环境第4部分:
由本质安全型“i”保护的设备
ØGB3836.4-2010爆炸性环境第13部分:
爆炸性气体环境用电气设备的检修
ØGB/T31091-2014煤炭管理通用技术要求
ØMT/T1007-2006 矿用信息传输接口
ØMT/T1006-2006 矿用信号转换器
ØMT/T1008-2006 煤矿安全生产监控系统软件通用技术条件
ØGB50532-2009 煤炭工业矿区机电设备修理设施设计规范
ØGB/T50658-2011 煤炭工业矿区机电设备修理厂工程建设项目设计文件编制标准
3基本要求
1)输煤带轨道巡检机器人应至少配置一套智能巡检机器人,一套巡检轨道,一套高速驱动系统、一套皮带感知识别系统、一套通讯网络、一套智能集中管控系统等硬件和软件的建设,以及配套施工、机械、电气、控制等相关设备和材料。
业主可结合实际工作需要提出其它系统配置。
2)输煤带轨道巡检机器人所有部件应能承受贮存、运输和巡检条件下所规定的各种环境条件,包括:
空气湿度大,空气中浮游杂质如煤尘、含量高,腐蚀性气体如CO2、NO、NO2、SO2等、含量较高等。
3)输煤带轨道巡检机器人按现行的国家标准、行业标准选用材料。
当选用标准以外的材料时,应经过鉴定证明其性能满足设计要求,方可选用。
材料的选用应考虑到维修中的互换、备料和代料。
4正常工作条件
工作环境温度:
-35℃~+70℃;
相对湿度:
5%~60%;
5结构及外观要求
1)外壳表面有保护涂层或防腐设计,外表光洁、均匀,无伤痕、毛刺等其它缺陷。
2)外壳和电器部件的外壳无带电且安装防爆装置。
3)内部电气线路排列整齐、固定牢靠、走向合理,便于安装、维护,并用醒目的颜色和标志加以区分
机器人外观图(可根据用户需求开模定制)
6环境及工程条件
6.1特殊工作条件
当超出规定的工作条件时,由用户与供应商协商确定。
6.2工程条件
适用于输煤带环境,并在空气湿度大;空气中浮游杂质如煤尘、含量高;腐蚀性气体如CO2、NO、NO2、SO2等、含量较高环境下正常运行。
7性能要求
7.1电源适应性(根据现场自主选择)
机器人本体宜采用蓄电池(电压直流48V),机器人充电桩(防爆)电源输入宜采用交流220V/50Hz;
7.2运动性能要求
在轨道上运行的最大速度应不小于30m/min;
7.3云台性能要求
1)预置位数量大于500个;
2)垂直范围-75°~+90°;
3)水平范围±180°。
7.4自动导航定位要求
重复导航定位误差不大于5mm;
7.5通讯性能要求
通讯系统主要包括信号转换器、直流稳压电源、定向天线、光缆、光纤分线盒交换机等,信号转换器主要用于搭建无线通讯网络平台,实现整个系统中控制上位机与巡检机器人之间的信息传输。
也允许符合国际标准的其他无线设备接入网络。
为使通讯系统达到通畅和稳定的指标,防护等级IP67及以上,保证信号转换器在具有有害气体,粉尘和淋水的条件下直接使用,不需要搭建额外的防护罩,具体技术参数如下:
1
IEEE802.11aIEEE802.11b,IEEE802.11g,IEEE802.3,IEEE802.3u
2
防雷:
IEC1000-4-2/InstantSurge4KV
3
射频单元2.4GHz,最高带宽150Mbps
4
最高接收灵敏度达-80dBm,覆盖性能优异
5
最大输出增益20dBm(500mW)
6
最佳链路速率优化,负载均衡优化
7
运营商级水平设计,稳定可靠,长期运行无需维护
7.6轨道要求
轨道型材采用高强度工字钢,可以拼接,并且可以根据现场地形设计弯曲度。
1)最小弯轨道弯曲半径:
R300mm
2)承载重量:
50KG以上。
3)轨道应能够防锈,防腐蚀。
7.7可靠性要求
1)如采用电池供电一次充电续航能力不小于4小时(具体续航时间根据用户实际需求调节);
2)在排除光线、拍摄角度等影响因素外,仪表读取数据准确率不低于97%。
8基本功能要求
(一)智能集中管控系统是整个系统的大脑,负责接收、处理、计算、分析、识别红外仪、激光器、传感器等现场设备的数据和控制整个系统的运行。
(二)主要包括落煤管堵塞感知、皮带撕裂感知、皮带跑偏感知、现场温度感知、视频监视、动态追踪六大功能。
(三)支持灵活的巡检模式,包括人工远程操控巡检、任务计划型巡检、重点区域巡检、定时定点监测、皮带联动巡检等模式。
(四)系统可以定点或动态实时显示制定位置的皮带上燃煤的横截图形,并计算出体积流量。
(五)当落煤管发生堵塞时,系统可在10s之内确定感知,并发出预警,可关联皮带,自动停止。
(六)当皮带发生撕裂时,系统可在5s之内确定感知,并发出预警,可关联皮带,自动停止。
(七)当皮带发生跑偏时,系统可在5s之内确定感知,并发出预警,可关联皮带,自动停止。
(八)当现场温度发生超高时,系统可在10s之内确定感知,并发出预警,可关联皮带,自动停止。
(九)
可自动灵活操控机器人通过视频无死角的掌握现场实际情况。
当现场出现堵塞、撕裂、跑偏、温度超高时可自动跟踪锁定异常位置,将现场画面第一时间展示在控制台。
(系统拓扑图)
8.2机器人导航方式与自检
机器人采用轨道导航方式。
机器人具备自检功能,自检内容包括电源、驱动、通信和检测设备等部件的工作状态。
8.3控制功能
通过平台可以实现机器人位置控制,具备水平、垂直运动功能,使得检测范围可覆盖煤场内所有设备,其中水平行程取决于导轨的长度。
机器人能正确接收本地监控和远程集控后台的控制指令,实现云台转动、车体运动、自动充电和设备检测等功能,并正确反馈状态信息;能正确检测机器人本体的各类预警和告警信息,并可靠上报。
8.4巡检和检测功能
1)系统支持全自主和遥控巡检模式。
全自主模式包括例行和特巡两种方式。
例行方式下,系统根据预先设定的巡检内容、时间、周期、路线等参数信息,自主启动并完成巡视任务;特巡方式由操作人员选定巡视内容并手动启动巡视,机器人可自主完成巡检任务。
遥控巡检模式由操作人员手动遥控机器人,完成巡视工作。
2)本系统建成后,可实现及时、可靠、稳定的落煤管堵塞感知、皮带撕裂感知、皮带跑偏感知、现场温度感知、视频监视、动态追踪六大功能。
输煤廊道的巡检工作将由智能机器人代替人工作业,巡检速度将提高3倍以上,可实现全天候无间断的巡检,落煤管堵塞、皮带撕裂、皮带跑偏、现场起火的感知识别能力将全面提升,可靠性、及时性提高一倍以上,准确性达到90%以上,同时现场画面实现动态追踪,可在第一时间掌握现场情况。
8.5其他
1)提供机器人与本地监控后台的通信协议以及相关例子程序;
2)所有连接件、紧固件有防松措施;
3)连接线固定牢靠,布局合理,不外露;
4)零部件更换方便、快捷;
5)智能机器人机体、机器人充电座、电池及随任务现场配套使用工具等装箱储运。
9安装具备基本条件
1)安装场所顶部留有安装轨道的连续空间、顶部或墙壁可打孔。
2)场所内具备220V电源、光纤接口。
10智能化巡视建设方案
通过安装视频监控、红外云台测温、内环境监测、保护信息管理系统等系统,建立智能巡检管理平台,将设备运行的状态信息、视频图像信息进行整合和集成,实现巡视工作的可视化、智能化,从而达到延长巡检周期或取代人工巡检的目的。
巡检场所:
煤炭输煤带
1)现场环境远程可视化
日常巡视:
按照事先设定的巡视顺序,运行人员在控制室查看摄像头自动旋转巡检的信息,具备自动和手动巡视功能。
专业巡视:
依次查看预先设定的重要设备或点位火灾预警、气体、温湿度、噪音、设备运行情况。
特殊巡视:
依据天气、设备运行情况可自由选择或自由设定部分设备的巡视。
2)设备运行状态信息实时采集
通过各种在线监测技术和手段,实时采集信息生成报表,具备异常的自动报警功能。
3)智能巡检管理平台
整合视频监控系统,将设备的图像信息、运行信息集成一个画面上,实现设备外观和内在运行状态的统一监视。
(监控数据中心)
11产品参数
输煤带巡检机器人系列产品(备注:
○选配●标配◎按实际需求定制)
选配定制型号
基本参数
轨道最大载重
○8100(300kg)/4080(80kg)
巡检轨迹
●直线/S弯/爬坡
工作环境温度/湿度
●-40℃ 输入/输出电压/功率 ●AC220V/DC24—36V9A/200W 预设位置数量 ◎(10000) 供电方式 ◎(滑触线/拖缆/锂电池) 外形尺寸/重量 固定式主机外形尺寸/重量 长442mm*宽468mm*高500mm 升降式外形尺寸/重量 长442mm*宽468mm*高900mm 轨道外形尺寸/重量 8100(约6.3gk)4080(约6gk) 驱动 伺服驱动 ● 转弯缓冲 ● 爬坡角度 ◎(0~90°) 制动距离 ◎(0~2m) 水平移动速度 ◎(0~2m/s) 升降云台 云台水平范围 360° 云台垂直范围 0-180° 可见光摄像机 海康: iDS-2DF8231IX-A(B) 垂直升降距离 ◎(0~2m) 垂直升降速度 ◎(0~1m/s) 升降架结构 ◎(竹节式/交剪式) 升降定位精度 ±2mm 升降结构最大载重 50kg 网络通信 控制协议 ●TCP/IP 数据传输 电力载波/无线 通信速率 0~100Mps 数字视频输出 RJ45网线接口 模拟视频输出 ○ 巡检配置 单次续航里程 ◎ 巡检轨道类型 ○(单片式/工业型材/工字钢) 自动充电系统 ○(接触式/无线) 导航定位精度 2mm 定位方式 ○(2D/3D) 指定任务临时巡检 ○(手动/自动) 智能定时巡检 ○ 智能遥控巡检 ○ 智能数据分析自检系统 ○ 紧急避障功能 ○(红外/雷达) 设备配置 可见光检测 ○(400~2000米) 红外夜视 ○ 红外热成像范围 ○(0.3~∞) 局放探测 ○ 气体探测 ○ 温度探测 ○ 湿度探测 ○ 设备运行/故障指示灯 红蓝绿 双向语音对讲 ○ 机身防护类型 ○(IP54/66/69) LED补光灯 DC12~36V 智能跟踪 ○ 此方案同时适用于井下各场所,井下输煤皮带、井下配电房等。 井下输煤皮带轨道式巡检机器人不需要升降功能、井下配电房需要升降功能。
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